关键词： 石墨烯   微波   液相剥离   还原氧化石墨烯   等离子体气相沉积  

摘要： 石墨烯由于其独特的单原子层二维结构及优异的性能,在材料、电子、化学、能源、生物医药等众多领域展现出广阔的应用前景.高产量、高品质石墨烯的制备对其在未来的开发利用进程中起着极为关键的作用,关乎其在相关领域的拓展与延伸.微波辅助制备石墨烯作为一种新兴技术,具有绿色、高效、简便快捷的特点,已经取得了显著的进展.通过微波辅助液相剥离法、微波辅助还原氧化石墨烯法以及微波等离子体化学气相沉积法等多种方法,能够制备出具有多样化性能及满足不同应用场景需求的石墨烯材料,从而为其在相关领域的技术创新和发展提供强有力的支撑.本文综述了微波辅助制备石墨烯的研究进展,详细介绍了微波辅助制备石墨烯的不同方法,分析了各种方法的原理、工艺参数、优缺点及其在相关领域的应用情况.同时,对微波辅助制备石墨烯面临的挑战和未来发展趋势进行了探讨,旨在为石墨烯的规模化生产和进一步应用研究提供参考.

关键词： 湿度传感器   RGO   响应-恢复   传感性能   稳定性  

摘要： 采用水热辅助原位聚合法，成功制备出一种基于还原氧化石墨烯/聚苯乙烯（RGO/PS）复合材料的电阻式湿度传感器，并深入探究了该传感器的湿敏特性及响应机理。测试结果表明，在室温条件下，RGO/PS湿度传感器在11%RH～90%RH湿度范围内，其响应电流从1.0×10-11/A变化至1.0×10-7/A,跨度达4个数量级。该传感器响应和恢复时间分别为35.7 s和4.3 s,并具有良好的线性度和出色的长期稳定性。研究显示，利用有机聚合物修饰RGO是一种改善材料湿敏性能的有效途径。本工作可以为开发高性能RGO基湿度传感器提供一定的实验参考。

关键词： 石墨烯导电油墨   文献计量   技术态势   可视化分析  

摘要： 石墨烯导电油墨是一种基于石墨烯高导电性的新型油墨。2010至2024年的文献和专利分析显示，该技术领域的国内外文献发表和专利申请趋势呈现出高度一致的态势，2016年后稍有回落。从论文分析看，研究热点集中在使用工艺提升、组分优化和应用领域拓宽三方面。具体包括喷墨打印和导电丝材在3D打印中的应用，分散剂的改进、水性与环保溶剂的开发以及复合油墨和烧结工艺的优化，应变传感器和湿度传感器等新兴领域的开发。从专利分析看，主要应用领域包括：电子设备（如传感器、RFID天线、晶体管等）、电磁干扰屏蔽以及应用于电子和光学设备的纳米薄膜。高影响力专利主要集中在3D纳米结构、多层印刷电路、柔性传感器等方向。石墨烯导电油墨未来研究领域正朝着高性能传感器、柔性电子、能量存储和生物医学应用等方向发展。

关键词： 局域等离激元共振   石墨烯   纳米多孔金   散射式近场扫描光谱   时域有限差分法  

摘要： 本文通过利用散射式近场扫描光谱（s-SNOM）对纳米多孔金（nanoporous gold,NPG）和石墨烯包覆的纳米多孔金（G@NPG）两种样品的表征，发现了石墨烯可以削弱NPG的LSPR强度。为了研究石墨烯使NPG热点减弱的原因，本文利用FDTD仿真的方法对该现象进行分析，仿真结果与s-SNOM的表征结果一致，并且从两种样品的吸收光谱中我们发现石墨烯可以消除NPG的不规则结构造成多局域等离激元共振模式的现象。通过对石墨烯包覆的金纳米颗粒（Graphene@nanoparticle,G@NP）仿真结果中可以看出被石墨烯包覆的NP的LSPR峰的峰位出现了明显的红移，并且峰宽会增大的现象，说明等离激元的寿命衰减了。这解释了为什么G@NPG的近场信号强度弱于NPG的原因，以及石墨烯为什么可以消除NPG的多局域等离激元共振模式的原因。在设计具有波长选择性的NPG器件时，石墨烯可以作为一种调控纳米多孔金LSPR的备选材料。

关键词： 燃料电池   石墨烯   氧还原   Pt催化剂  

摘要： 石墨烯及其衍生物因其独特的二维结构、大比表面积、优异的导电性和耐腐蚀性，是燃料电池阴极催化剂的重要载体材料。石墨烯及其衍生物作为载体结构和催化机理不尽相同，催化活性也有所差异。综述了石墨烯基材料在燃料电池阴极催化剂中应用的最新进展。重点介绍了石墨烯及其衍生物负载铂催化剂的构效关系，探讨了石墨烯基材料负载铂催化剂的性能和优势，展望石墨烯基材料用于燃料电池的挑战和前景。

关键词： 微胶囊   相变   焓   稳定性   石墨烯   制备  

摘要： 脂肪胺具有相变焓大、无毒低腐蚀、化学性质稳定等优点，是理想的中低温相变储能材料。采用溶胶-凝胶法，以十四胺-十六胺二元相变材料为芯材，二氧化硅为壁材制备了相变微胶囊。通过向相变材料中添加无机材料石墨烯纳米颗粒，提高相变微胶囊的导热性能。采用FT-IR、SEM、DSC和TG等测试手段对微胶囊的形貌和热性能进行了分析。研究了微胶囊制备过程中去离子水量、石墨烯纳米颗粒添加量以及硅酸四乙酯（TEOS）用量对微胶囊制备的影响。实验结果表明，当去离子水量为10 mL、芯材中添加0.05%的石墨烯纳米颗粒、TEOS和芯材质量比为10:3时，可以制备出形貌、热性能良好的微胶囊。石墨烯纳米颗粒的加入可以将微胶囊的导热率提高至0.28W/(m·K) ，提高了87%。微胶囊粒径分布在2 μm左右，形貌呈球形，融化温度和凝固温度分别为26.31 ℃和23.46 ℃，相变焓为147.7 J/g，包裹率约为59.3%。十四胺-十六胺相变材料在形成微胶囊的过程中不发生化学反应，TG测试表明微胶囊在常温下能够稳定存在。

关键词： 超级电容器   三维石墨烯   氮硫共掺杂   铜基金属有机骨架   复合材料  

摘要： 随着全球对高效能源存储技术需求的不断增长，超级电容器因其高功率密度、长循环寿命和快速充放电能力而成为研究的热点。本研究提出了一种新型氮硫共掺杂三维石墨烯负载铜基金属有机框架（NS-3DPG-CuBTC）复合材料，作为超级电容器电极材料。通过改进的水热合成方法，将氮和硫异质原子共掺杂的三维石墨烯与铜基金属有机框架CuBTC成功结合，制备出具有高孔隙率和丰富活性位点的复合材料。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面积分析（BET）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等技术对材料结构和形貌进行了系统表征。电化学测试结果表明，NS-3DPG-CuBTC电极在3mol/L KOH电解液中表现出优异的比电容，最高可达977.17 F·g-1，并在不同扫描速率和电流密度下保持良好的电容性能。组装的对称型超级电容器在电压窗口0-0.8 V内展现了较高的能量密度(27.96 Wh·kg-1)和功率密度(1473.73 W·kg-1)，且经过2000次充放电循环后容量保持率达到94.06%，展现出优异的循环稳定性。实验结果表明，氮硫共掺杂策略有效提高了材料的电化学性能，增强了电极的导电性和离子传输效率，且具有较好的长周期稳定性。

关键词： 还原氧化石墨烯   Fe   O   纳米粒子   界面极化   阻抗匹配   吸波材料  

摘要： 为优化石墨烯的阻抗匹配,提高其对电磁波的吸收性能,以氧化石墨烯（GO）和硝酸铁为前驱体,采用浸渍退火的方法,通过静电作用使Fe3+分散在氧化石墨烯片层之间,并在氧化石墨烯被还原时将Fe3+转化为Fe3O4纳米粒子,制备Fe3O4改性的还原氧化石墨烯（Fe3O4/rGO）;通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射分析仪、X射线光电子能谱仪等对Fe3O4/rGO进行形貌和晶相结构表征,并通过矢量网络分析仪测试Fe3O4/rGO的电磁参数。结果表明:Fe3O4/rGO-12N样品的阻抗匹配率更接近于1,最小反射损耗为-58.30 dB（13.85 GHz,2.68 mm）,有效吸收带宽为7.05 GHz（10.95～18.00 GHz）,Fe3O4/rGO良好的吸波性能得益于其多重极化作用和良好的阻抗匹配特性。该文结果为优化石墨烯阻抗匹配提供了一种有效方法。

关键词： 量子化学理论计算   人工甜味剂   气凝胶   吸附机制   生物质高值化  

摘要： 为解决人工甜味剂作为一种新型污染物引起的食品安全隐患与环境危害问题,本研究利用聚乙烯亚胺改性大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)层插氧化石墨烯(graphene oxide,GO)构筑环境友好型生物质基气凝胶(PSPI-GO),以高效去除水体中典型人工甜味剂——糖精(saccharin,SAC)。PSPI-GO对SAC的平衡吸附容量为293 mg/g,对应去除率达91%。系列表征结合吸附实验结果表明,PSPI-GO具有丰富的多孔结构及优异的可再生性能。多重量子化学理论计算(静电势、前沿分子轨道、独立梯度模型和Hirshfeld表面)进一步揭示静电吸引力、氢键键合和分子间相互作用主导吸附过程的进行。这项工作不仅可实现生物质的高值化利用,还可为高效清除SAC提供新途径。同时,宏观传质机制解析耦联多重量子化学计算可视化吸附机制的研究策略可为阐明分子间深层次吸附行为提供新视角。

关键词： 氧化石墨烯   水溶性石墨烯   分散稳定性   酸碱稳定性  

摘要： 以石墨粉(GP)为原料,通过硫酸和磷酸混酸、高锰酸钾氧化制得氧化石墨烯(GO),再通过对肼基苯磺酸还原制得水溶性石墨烯(SG)。采用FTIR、XRD、TEM、XPS对GO、SG进行结构表征,结果表明GO具有丰富的含氧官能团及一定的层状结构;SG具有非晶体及薄膜层状结构,且含有磺酸基团。分散性能研究表明,SG中苯磺酸基团的空间位阻和静电作用使其具有良好的水溶性,在水溶液中最大分散质量浓度为12.66 mg/mL;酸碱稳定性研究表明,pH=2~12,SG可保持良好的稳定性。优异的分散性和酸碱稳定性对扩展石墨烯的应用领域具有重要作用。